Žemėje vyraujančios matomos gyvybės formos, augalai ir gyvūnai, veikia viena kitą papildančiai, o tai tikrai nėra atsitiktinumas.
Augalams maitinti gyvybiškai svarbi medžiaga yra ne tik žmonių ir kitų gyvūnų atliekos, o medžiaga, kurią augalai išmeta kaip atliekas, reikalinga gyvūnams (ir skirtingoms tos pačios augalo ląstelės dalims) aerobinei veiklai kvėpavimas. Taip konservuojamos ir kitos molekulės.
Keturios fotosintezės ir kvėpavimo metu perdirbtos medžiagos yra: anglies dioksidas (CO2), kuris išsiskiria kaip atliekos ląstelių kvėpavimo procese ir kurį augalai naudoja gliukozei gaminti, deguonis (O2), kurį augalai išskiria kaip atliekas ir priima gyvūnai, kad būtų galima tęsti ląstelių kvėpavimą, gliukozės (C6H12O6), kuris vartojamas ląstelių kvėpavime ir pagamintas iš CO2 fotosintezėje ir vandens(H2O), kuris yra korinio kvėpavimo atliekos, bet reikalingas fotosintezei ir daugybei kitų reakcijų.
Kai kuriomis formomis ląstelinis kvėpavimas, nors medžiagos yra ne perdirbtos reakcijose ir todėl laikomos atliekomis, nors tai nebūtinai reiškia, kad žmonės nerado šios „vienkartinės“ medžiagos panaudojimo galimybių.
Fotosintezė
Fotosintezė tai, kaip augalai, neturintys burnos ir apskritai virškinimo sistemos, gauna maistą. Įsiurbdami anglies dioksido dujas per angas lapuose, vadinamose stoma, jie įtraukia žaliavą, kurios reikia gliukozei sukurti. Dalį tos gliukozės augalas naudoja kvėpuodamas ląstelėmis, o likusi dalis gali tapti gyvūnų maistu.
Pirmąją fotosintezės dalį sudaro šviesos reakcijos ir tam reikia šviesos šaltinio. Šviesa smogia augalų ląstelių viduje vadinamoms struktūroms chloroplastai, kuriuose yra tilakoidų, kuriuose savo ruožtu yra grupė pigmentų, vadinamų chlorofilas. Galutinis rezultatas yra energijos surinkimas antrai fotosintezės daliai ir deguonies dujų išsiskyrimas kaip atliekos.
Viduje konors tamsios reakcijos, kuriems nereikia saulės spindulių (tačiau jų neigiamai neveikia), anglies dioksidas derinamas su penkių anglių junginys, vadinamas ribulozės-1,5-bifosfatu, kad gautų šešių anglių tarpinį junginį, kai kurie iš jų galiausiai tampa gliukoze. Energija šiai fazei gaunama iš ATP ir NADPH, pagamintų šviesos reakcijose.
Fotosintezės lygtis yra:
6 CO2 + 6 H2O + šviesos energija → C6H12O6 + 6 O2
Ląstelinis kvėpavimas
Ląstelių kvėpavimas yra visiškas gliukozės oksidavimasis eukariotinėse ląstelėse.
Ją sudaro keturi žingsniai: glikolizė, nuo deguonies nepriklausoma gliukozės konversija į piruvatą; tiltinė reakcija, kuri yra piruvato oksidacija į acetilkofermentą A, Krebso ciklas, kuris sujungė acetilo CoA su oksaloacetatu, kad gautų šešių anglių junginį, kuris galiausiai vėl virsta oksaloacetatu, gaunant elektronų nešiklius, ATP ir elektronų perdavimo grandinė, kur susidaro didžioji dalis ląstelių kvėpavimo ATP.
Paskutiniai trys iš šių etapų, apimantys aerobinį kvėpavimą, vyksta mitochondrijose, o glikolizė - citoplazmoje. Paplitusi klaidinga nuomonė, kad augalams atliekama fotosintezė vietoj ląstelinis kvėpavimas; iš tikrųjų jie naudoja abu, naudodami pirmąjį procesą gliukozei gaminti kaip įnašą į pastarąjį procesą.
Pilna korinio kvėpavimo lygtis yra
C6H12O6 + 6 O2→6 CO2 + 6 H2O + 36 (arba 38) ATP
Ląstelinio kvėpavimo atliekos
Kai piruvatas negali būti apdorotas per ląstelių kvėpavimo aerobines reakcijas, nes nėra pakankamai deguonies arba organizmui trūksta fermentų, kad galėtų jį panaudoti, fermentacija yra viena alternatyva. Taip nutinka, kai bėgate visą sprintą ar kilnojate sunkius svarmenis ir einate į „deguonies skolą“ atlikdami šį anaerobinį pratimą.
Šiame procese pieno rūgšties fermentacija, kuris taip pat vyksta citoplazmoje, redukcijos reakcijoje, kuri generuoja NAD, piruvatas virsta pieno rūgštimi.+ iš NADH. Tai daro daugiau NAD+ galimas glikolizei, kuris kartu su piruvato pašalinimu iš aplinkos linkęs skatinti glikolizę į priekį. Laktatą gali naudoti kai kurios gyvūnų ląstelės, tačiau jis paprastai laikomas atliekomis.
Mielėse fermentacijos metu vietoj laktato gaunamas dviejų anglių produktas - etanolis. Nors vis dar švaistoma, neginčijama, kad žmonių visuomenė atrodytų visiškai kitokia, jei visame pasaulyje nebūtų etanolio, aktyvaus alkoholinių gėrimų ingrediento.